В 2012 году Пентагон учредил премию в миллион долларов ученым, которые смогут разработать компьютерную программу для быстрого обнаружения и упорядочивания наследственного материала бактерий и вирусов — чтобы лучше подготовиться к использованию биологического оружия. Больше сотни объединений ученых участвовали в конкурсе, и только три дошли до финала. Состязание называлось Defense Threat Reduction Agency’s Algorithm Challenge. Осенью 2013 года была определена команда победителей, в составе которой оказался мой коллега из Тюбингена, биоинформатик Даниэль Хусон. Чтобы алгоритм можно было использовать и в археогенетике, Хусон вместе с нашим Йенским институтом позднее разработал встраиваемый алгоритм, который позволяет за 24 часа соотнести миллиарды секвенций ДНК с их источником. Программа показывает, какая часть ДНК из скелета человеческая, а какая принадлежит микробам, бактериям или вирусам, и каким именно. Этот новый алгоритм в 200 раз быстрее старых методов. Вместо почти года, как прежде, теперь результатов приходится ждать всего один день. Алгоритм распознает, содержит ли исследуемая ДНК также ДНК бактерий и вирусов, известных как возбудители человеческих болезней. Естественно, срабатывает это только тогда, когда они похожи на широко известных возбудителей и их последовательности хранятся в базе данных. Неизвестные, вымершие болезни так и остаются необнаруженными. До сих пор микробы были продуктом жизнедеятельности, обнаруживаемым при секвенировании человеческой ДНК, а теперь, благодаря новой технологии, стали самоцелью. Многие тысячи скелетов были таким образом исследованы в нашем институте, при этом обнаружили мы не только чуму, но и возбудителей целого ряда других болезней.
В 2017 году только благодаря этому алгоритму мы открыли старейший из известных на сегодняшний день возбудителей чумы. Мы искали чумную бактерию более чем в 500 пробах зубов и костей из Германии, России, Венгрии, Хорватии и Прибалтики, относящихся к каменному веку. И находки не заставили себя ждать. Самым большим сюрпризом стало обнаружение возбудителя чумы из Понтийской степи: ему около 4900 лет, и, по примерным оценкам, его корни еще древнее — они берут начало 5500 лет назад. То есть чума начала поражать людей гораздо раньше, чем было принято считать. Следовательно, возбудитель чумы еще в каменном веке стоял на пороге Европы и ворвался в нее примерно в то же время, когда туда иммигрировали жители степей. Болезнь, проявившаяся 4800–3800 лет назад, обнаружилась в скелетах людей со всей Европы — в Прибалтике, Хорватии, Аугсбурге, а также в отдаленных Алтайских горах, — где она всплыла примерно 3600 лет назад, после отступления степного гена. Дорога, которая была при этом проложена и на которой постоянно развивалась бактерия, в точности совпадает с тем путем, которым следовали степные иммигранты. То есть дорогу на запад, а позднее и на восток одновременно прокладывали чума и степные жители. Возбудитель, относящийся к каменному веку, мог не вызывать бубонную чуму, поскольку у него не было вирулентных генов, которые мы обнаружили у штаммов бактерий юстинианской чумы и «черной смерти».
Однако связано ли распространение чумы с миграцией людей? Некоторые факты говорят о том, что возбудитель чумы совершил экспансию в Западную Европу как раз перед большим миграционным передвижением. В конце концов, контакты между людьми из этих регионов существовали и раньше — на это указывает найденная в Варне степная ДНК возрастом 6200 лет. Бактерия могла быть занесена в неподготовленную популяцию уже тогда, и занести ее могли носители, передвигавшиеся верхом. Какое воздействие могут оказывать неизвестные бактерии и вирусы на людей, мы знаем, к примеру, по колонизации Америки европейцами — тогда коренные жители континента массово гибли от привнесенных болезней. То же могло происходить и с людьми в Западной Европе. Генетически это подтвердить нельзя, ведь за период, начавшийся 5500 и завершившийся 4800 лет назад, у нас нет скелетов, найденных в Центральной Европе. Но это как раз и может указывать на то, что там свирепствовала чума. Возможно, люди тогда додумались сжигать своих мертвецов, чтобы противостоять смертельной опасности, исходившей от трупов. Вероятно также, что они просто не прикасались к смертоносным телам, оставляя их разлагаться незахороненными, и потому до потомков кости просто не дошли.